Chúng ta đã biết, cường độ điện trường tại mỗi điểm thường sẽ có giá trị khác nhau. Vậy có tồn tại những vùng điện trường mà cường độ điện trường tại mỗi điểm có giá trị như nhau không? Để lý giải câu hỏi này, chúng ta hãy cùng HOC247 tập trung vào một chủ đề hết sức thú vị và đặc biệt là "Bài 18: Điện trường đều" thuộc Chương 3 Vật lí 11 Kết nối tri thức. Mời các em cùng tham khảo!
Tóm tắt lý thuyết
1.1. Khái niệm điện trường đều
Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường tại các điểm khác nhau có giá trị bằng nhau về độ lớn, giống nhau về phương và chiều.
1.2. Điện trường đều giữa hai bản phẳng nhiễm điện đặt song song
Hình 18.1. Thí nghiệm về điện trường đều
· Đặc điểm của điện trường đều:
- Các đường sức điện giữa hai bản phảng song song, cách đều và vuông góc với các bản phẳng, chiều từ bản tích điện dương và kết thúc ở bản tích điện âm.
- Cường độ điện trường: \(E = \frac{U}{d}\)
Trong đó:
d là khoảng cách giữa hai bản phẳng, đơn vị là mét (m)
E là cường độ điện trường giữa hai bản phẳng, đơn vị là vôn trên mét (V/m).
1.3. Tác dụng của điện trường đều lên chuyển động của điện tích
Hình 18.2. Chuyển động của điện tích q vào trong điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện
Hình 18.3. Chuyển động ném ngang của vật khối lượng m trong trường trọng lực
Chuyển động của điện tích q > 0 bên trong điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện có quỹ đạo tương tự như chuyển động của vật ném ngang với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) trong trường trọng lực.
Hình 18.4. Mô hình ống phóng tia điện tử
1.4. Ứng dụng
- Các hạt bụi như sợi bông, bụi khói xe... thường nhiễm điện dương, tập trung gần mặt đất, gây hại cho sức khoẻ khi hít vào phổi.
- Công nghệ ion âm lọc không khí là một công nghệ tiên tiến để làm sạch không khí bằng cách tạo ra ion âm để diệt khuẩn, làm trung hoà các bụi mịn tích điện dương để chúng rơi xuống đất.
- Công nghệ này được áp dụng trên nhiều sản phẩm như máy lọc không khí, máy hút ẩm, máy điều hoà...
Hình 18.5. Máy hút ẩm có công nghệ ion âm lọc không khí
|
- Điện trường đều là điện trường mà cường độ điện trường các điểm đều có giá trị bằng nhau về độ lớn, giống nhau về phương và chiều. Các đường sức trong điện trường đều là các đường thẳng song song và cách đều nhau. - Điện trường giữa hai bản phẳng nhiễm điện trái dấu đặt song song là điện trường đều. Cường độ điện trường giữa hai bản phẳng này có độ lớn bằng tỉ số giữa hiệu điện thế giữa hai bản phẳng và khoảng cách giữa chúng: \(E = \frac{U}{d}\). - Khi một điện tích bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức, dưới tác dụng của lực điện trường: vận tốc theo phương song song với đường sức bị biến đổi; vận tốc theo phương vuông góc với đường sức không thay đổi. Kết quả là vận tốc của điện tích liên tục đối phương và tăng dần độ lớn, quỹ đạo chuyển động trở thành đường parabol. |
Bài tập minh họa
Bài tập 1: Điện trường đều là gì?
Hướng dẫn giải
- Điện trường đều có cường độ tại mọi điểm như nhau.
- Vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm có cùng phương, chiều và độ lớn,
- Các đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều.
Bài tập 2: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu, cách nhau 2 cm, cường độ điện trường giữa hai bản là 3.103 V/m. Một hạt mang điện q = 1,5.10-2 C di chuyển từ bản dương sang bản âm với vận tốc ban đầu bằng 0, khối lượng của hạt mang điện là 4,5.10-6 g. Vận tốc của hạt mang điện khi đập vào bản âm là
A. 4.104 m/s.
B. 2.104 m/s.
C. 6.104 m/s.
D. 105 m/s.
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng trong điện trường đều
\(\begin{array}{l}
qEd = \frac{1}{2}m{v^2}\\
\Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2qEd}}{m}} \\
= \sqrt {\frac{{2.1,{{5.10}^{ - 2}}{{.3.10}^3}.0,02}}{{4,{{5.10}^{ - 9}}}}} \\
= {2.10^4}m/s
\end{array}\)
Đáp án B
Luyện tập Bài 18 Vật lý 11 Kết nối tri thức
Học xong bài này các em cần biết:
- Khái niệm điện trường đều
- Tác dụng của điện trường đều lên một điện tích chuyển động
3.1. Trắc nghiệm Bài 18 Vật lý 11 Kết nối tri thức
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 18 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
-
- A. Bằng tỉ số giữa hiệu điện thế giữa hai bản phẳng và khoảng cách giữa chúng
- B. Bằng tích giữa hiệu điện thế giữa hai bản phẳng và khoảng cách giữa chúng
- C. Bằng tổng giữa hiệu điện thế giữa hai bản phẳng và khoảng cách giữa chúng
- D. Bằng hiệu giữa hiệu điện thế giữa hai bản phẳng và khoảng cách giữa chúng
-
Câu 2:
Điện trường đều là điện trường có
- A. Chiều của vecto cường độ điện trường không đổi
- B. Độ lớn của điện trường tại mọi điểm là như nhau
- C. Độ lớn do điện trường đó tác dụng lên điện tích thử là không đổi
- D. Vecto cường độ điện trường tại mọi điểm đều bằng nhau
-
Câu 3:
Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm của điện trường đều?
- A. cường độ điện trường có hướng như nhau tại mọi điểm.
- B. cường độ điện trường có độ lớn như nhau tại mọi điểm.
- C. cường độ điện trường có độ lớn giảm dần theo thời gian.
- D. đường sức điện là những đường thẳng song song, cách đều.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
3.2. Bài tập SGK Bài 18 Vật lý 11 Kết nối tri thức
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lí 11 Kết Nối Tri Thức Bài 18 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Khởi động trang 71 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi trang 72 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hoạt động trang 72 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hoạt động trang 73 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hoạt động 1 trang 74 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hoạt động 2 trang 74 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Giải Câu hỏi trang 75 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT
Hỏi đáp Bài 11 Vật lý 18 Kết nối tri thức
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 HỌC247
